Механика — Задание 21 ОГЭ по физике №00045987
Механика
№2. Задание 21
ID: 00045987
Спутником называют небольшое тело, которое движется по замкнутой орбите вокруг планеты под воздействием гравитационной силы притяжения. Естественные спутники отсутствуют только у двух ближайших к Солнцу планет Солнечной системы: Венеры и Меркурия. Четыре наиболее крупных спутника Юпитера открыл в 1610 году Галилео Галилей и назвал их Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.
Спутник | Радиус орбиты, тыс. км |
|---|---|
Ио | 420 |
Европа | 670 |
Ганимед | 1070 |
Каллисто | 1880 |
Спутники Юпитера вращаются практически по круговым орбитам, радиусы которых указаны в таблице. Во сколько раз линейная скорость движения Ио по орбите вокруг Юпитера превышает линейную скорость Европы?
Источник: Сборник Камзеевой 2027
Решение
Оба спутника удерживает притяжение одного Юпитера. Для круговой орбиты сила притяжения обеспечивает ускорение к центру.
Обозначим массу Юпитера $M$, массу спутника $m$ и радиус его орбиты $r$. Тогда $GMm/r^2=mv^2/r$.
Масса спутника сокращается, и $v=\sqrt{GM/r}$. Значит, более близкий спутник движется быстрее.
Для отношения скоростей общий множитель $GM$ тоже сокращается: $v_{\text{Ио}}/v_{\text{Европы}}=\sqrt{r_{\text{Европы}}/r_{\text{Ио}}}$.
По таблице радиусы $670$ и $420$ тыс. км. Получаем $\sqrt{670/420}=\sqrt{1{,}595\ldots}\approx1{,}26$.
Проверка: Ио ближе к Юпитеру, поэтому отношение больше единицы. Радиусы измерены в одинаковых единицах, перевод обоих в метры не изменил бы их отношение.
Ответ
Другие задания по теме «Механика» (8)
- Задание 21 №00045990 — Автомобиль массой 2 т трогается с места и движется с ускорением 1,2 дробь:…
- Задание 21 №00045989 — С высоты 3 м относительно горизонтальной поверхности вертикально вверх бросили…
- Задание 21 №00045986 — Шары массами 7 и 3 кг, движущиеся навстречу друг другу с одинаковыми по модулю…
- Задание 21 №00042909 — Штормовой ветер силой 10 баллов создает давление на преграду около 100 Па.…
- Задание 21 №00040392 — Вагон массой 20 т, движущийся по горизонтальному пути со скоростью 2 дробь:…
- Задание 21 №00040383 — Маленький свинцовый шарик объёмом 0,01 см^{3} равномерно падает по вертикали в…
- Задание 21 №00022514 — Пуля массой 9 г, движущаяся со скоростью 800 м дробная черта с, пробила доску и…
- Задание 21 №00022509 — Какова потребляемая мощность электрического подъёмника, если известно, что за…